Auf Basis von experimentellen 3D-Bilddaten werden neue und gealterte Elektrodenmorphologien in einem realistischen (stochastischen) 3D-Strukturmodell abgebildet. Strukturell segmentierte 3D-Bilddaten verschiedener Bildgebungstechniken werden hierzu in einem mehrskaligen Modell statistisch erfasst und damit zusammengeführt. Degradationseffekte inkl. entstehender neuer Phasen (z.B. Li-Plating) werden für gealterte Elektroden integriert und ermöglichen die Validierung der mathematisch-physikalischen Modellierung, die von den Projektpartnern umgesetzt wird.

Dieses Forschungsprojekt ist in das Verbundprojekt "Multiskalenmodelle und Modellreduktionsverfahren zur Vorhersage der Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien (MULTIBAT)" im Rahmen der Schwerpunktförderung "Mathematik für Innovationen in Industrie und Dienstleistungen" des BMBF eingebunden. Ziel dieses Verbundprojektes ist die Entwicklung effizienter mathematischer Methoden zur Modellierung mehrphasiger und mehrskaliger Prozesse von Li-Ionen-Batterien. Die Arbeiten fokussieren auf die adaptive Modellierung von Degradationsprozessen, die zu einer Veränderung der zugrundeliegenden geometrischen Struktur des porösen Elektrodenmaterials führen. Exemplarisch wird in diesem Projekt die lokale Abscheidung von metallischem Lithium untersucht.

Ansprechpartner: Prof. Schmidt, Julian Feinauer und Daniel Westhoff